فناوری نانو در پوشرنگهای ضدباکتری
نانومواد به موادی گفته میشود که حداقل یکی از ابعاد آنها در مقیاس نانومتری (زیر 100 نانومتر) باشد. کوچک شدن اندازه ذرات در حد نانومتر سبب تغییراتی در خواص فیزیکی و شیمیایی آنها میشود. بنابراین نانوفناوری به بحث درباره تغييرات خواص مواد هنگاميكه اندازه ذرات كوچكتر از 100 نانومتر است، مي‌پردازد.
از دیرباز تا کنون پوشرنگ‌ها به عنوان پوشش محافظ یا تزئینی بر روی سطوح مختلف به‌کار رفته‌اند و در سالهای اخیر با پیشرفت فناوری نانو در صنایع مختلف، از جمله صنعت پوشرنگ شاهد پیشرفت‌های جالبی در این زمینه و تولید انواع پوشرنگ‌ها با کیفیت‌ها و با قابلیت‌های متنوع بوده‌ایم. نمونه‌ای از کاربرد فناوری نانو در صنعت پوشرنگ استفاده از پوشرنگهای ضدباکتری می‌باشد.
با توجه به اینکه يكي از مهمترين عوامل ایجاد بيماري‌ها، انتقال آلودگی از سطوح ديوارها، كف ساختمان‌ها و سطوح تجهيزات مراکز تفریحی و عمومی می‌باشد، بنابراین به کمک نانوتکنولوژی و استفاده از پوشرنگهای ضدباکتری بر روی سطوح، می‌توان از ایجاد و انتشار باکتری‌های بیماریزا جلوگیری کرد.
مفهوم ضدباکتری
به طور کلی پوشرنگ پوش و پوشش‌هاي آنتي باکتریال (ضد باکتری) به آن دسته از مواد اطلاق مي‌گردد كه بهصورت ذاتی، توانایي كنترل عوامل بيماري‌زا را دارا مي‌باشند.
دلیل استفاده از پوشرنگ پوش آنتی باکتریال
به دلیل گسترش روزافزون جمعیت ساکن بر روی کره زمین و در پی آن رشد بسیار سریع بیماری‌ها و باکتری‌های بیماریزا، محققان در تلاش‌اند تا با استفاده از راهبردهای پیشگیرانه مانع از بروز بیماری شوند. از نانومواد در ساخت پوشرنگهای دارای قابلیت ضدمیکروب یا ضدباکتری استفاده می‌شوند. در سالیان اخیر محققان موفق به شناسایی نانوذرات فلزی با خاصیت ضدباکتری شده‌اند، این ترکیبات می‌توانند از رشد و نمو باکتریها و قارچ ها و دیگر عوامل بیماریزا جلوگیری کنند.
در ساخت پوشرنگپوشپوشرنگ‌های آنتیباکتریال از ابتدا نانوذرات فلزی را با رزين و افزودنیهای موردنظر مخلوط و خاصیت ضدمیکروبی به پوشرنگ میدهند.
کاربرد نانوتکنولوژی در صنعت پوشرنگ ها باعث افزایش کیفیت پوشرنگ پوش و کاهش حجم مصرف در مساحت مشخص می‌گردد.
تفاوت عمده بین روش‌های سنتی ضدعفونی کننده و روش‌های مبتنی بر فناوری نانو
بر خلاف پوشش‌های ضدباکتری، روش متداول برای مبارزه با قارچها و میکروبها در ساختمان استفاده از اسپری‌ها و دیگر انواع آفت‌‌کش‌هاست که به‌دلیل وجود ساختار شیمیایی به مرور در فضا آزادشده و به محیط زیست و بدن انسان آسیب می‌رسانند.
برخلاف روش متداول برای مبارزه با قارچها و میکروبها، با کمک فناوری نانو یک ویژگی ضدباکتری ذاتی در سطوح ایجاد میشود که با شستوشو یا مواد شوینده از بین نمی‌روند.
گستره كاربردي پوشرنگ‌هاي آنتي باکتریال
بيمارستان‌ها، درمانگاه‌ها، مطب‌ها و مراكز درماني
آشپزخانه‌ها و اتاق كودكان
سالن‌هاي ورزشي، استخرها، حمامها و سونا
مدارس، دانشگاه‌ها، مراكز آموزشي، تفريحي و عمومي
كارخانجات توليد مواد غذائي، انبار‌ها و سردخانه‌ها
شکل 1 : نمونه‌ای از کاربرد پوشرنگ‌ها وپوشش‌های ضدباکتری
مزیت پوشرنگ‌ها وپوشش‌های ضدباکتری
ايجاد سطوح پاك و عاري از آلودگي بصورت دائمي
جلوگيري از رشد، گسترش و انتقال بيماري‌ها
جلوگيري از رشد و گسترش انواع سرطان‌ها به‌واسطه رشد روزافزون به‌كارگيري مواد شيميایي
كمك به بهداشت و سلامت فردي و عمومي وكمك به بهسازي محيط زيست
كاهش هزينه‌هاي پاكسازي و ضدعفونيکردن محيطي
ايجاد پاكترين، ايمن‌ترين و مدرنترين فضاها در دنيا
1-نانوذرات نقره
از دیرباز، از نقره به‌عنوان ماده دارویی و نگهدارنده مواد استفاده شده است. امروزه هم می‌توان از اثر ضدباکتری نقره برای مقابله با بیماری‌ها و آلودگی‌ها استفاده کرد، اما در مقیاسی بسیار کوچک‌تر و با عملکردی کنترل شده‌تر.
نانوذرات نقره، یکی از پرکاربرد‌ترین ذرات در حوزه نانوفناوری‌اند که به دلیل داشتن خصوصیات ضدمیکروبی مشهور بوده و به عنوان یک کاتالیست قادرند بیش از 650 گونه باکتری، ویروس و قارچ را نابود سازند.
نقره در ابعاد بزرگتر، فلزی با خاصیت واکنش‌دهی کم می‌باشد، ولی زمانی‌که به ابعاد کوچک در حد نانومتر تبدیل میشود خاصیت میکروبکشی آن بیش از 99 درصد افزایش مییابد.
بررسیها نشان میدهد که خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات نقره در پوشرنگ‌ها، تا اندازهای بوده که حتی باکتریها و حشراتی که در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها مقاومند (مانند استافیلوکاکس[1]، آروس[2]، ام.آر.اس.ای[3])، نتوانسته‌اند در برابر این نانوذرات مقاومت کنند.
سازوکار ضدباکتری نانوذرات نقره
فرایند کاتالیستی : به فرایند تولید اکسیژن فعال در کامپوزیت¬های نانو¬نقره که روی پایه های نیمه هادی مانند TiO2 یا SiO2 قرار گرفته اند، اطلاق می¬شود. در این وضعیت ذره مانند یک پیل الکتروشیمیایی عمل می¬کند و با اکسید¬کردن اتم اکسیژن و هیدرولیزکردن آب، به¬ترتیب یون¬های اکسیژن (O^(2-) ) و هیدروکسید (OH) را تولید می¬کند که هر دو از فعال¬ترین و قوی¬ترین عوامل ضد¬میکروبی می باشند.
فرایند یونی: دراین فرایند ذرات نانونقره فلزی به مرور زمان یونهای نقره از خود ساطع می کنند. این یونها طی واکنش جانشینی، باندهایSH- را به باندهای -SAg تبدیل می کنند (پیوندهای دی سولفیدی در دیواره باکتری نقش حفاظتی را در مقابل واکنش های اکسایش ایفا می‌کنند. اما حضور یونهای نقره در طی واکنش جانشینی سبب تبدیل باندهای S-H به سولفید نقره در جداره باکتری شده و در نتیجه، موجب از بین رفتن آنها میشود).
به علت افزایش سطح ذرات نقره در ابعاد نانو، تمایل یونهای مثبت این ذرات برای اتصال با میکروارگانیسم‌های دارای بار منفی بیشتر میشود که این سازوکار به تخریب غشای سلولی میکروارگانیسم می‌انجامد (دیواره سلولی باکتری حاوی مقادیر زیادی بار منفی است).
در بعضی از میکروارگانیسم‌هایی که تنفس آنها به‌وسیله آنزیم‌ها صورت می‌گیرد نانوذرات نقره با از بین بردن آنزیم‌ها، مکانیسم تنفسی میکروارگانیسم را مختل می‌کنند و باعث مرگ آنها می‌شوند.
شکل 2: ویژگی ضد باکتری بودن نقره به علت انتشار آرام و آهسته، اما مداوم یون های نقره است. نسبت سطح به حجم بسیار بالای ذرات نقره سبب می شود که یونها به سهولت منتشر شده و با سرعت بیشتر و به شکل موثرتری میکروبها را بکشند. همچنین وجود نقره سبب میشود که دیواره و غشاء سلولی میکروب ها سست و ناپایدار گردد که این ناپایداری غشای سلولی به معنی مرگ زودرس میکروب خواهد بود.
ترجم: فناوری نانو در رنگ های آنتی باکتریال
منتشر شده توسط ستاد فناوری نانو
منبع:
مقالات صنعت شیمی و پلیمر
طول عمر مفید لوله‌های فاضلاب
بر اساس گزارش فنی به چاپ رسیده توسط European Plastic Pipes and Fittings Association )TEPPFA)، طول عمر مفید لوله‌های پلیمری PE و PP بدون فشار بکار رفته در سامانه فاضلاب در حدد 100 سال برآورد شده است. این یافته‌ها بر اساس مطالعه دوساله بر روی...
بررسی پلیمر های پر مصرف در ساخت تجهیزات پزشکی
به علت شرایط خاص مباحث پزشکی پلیمر های زیادی قابلیت کاربرد در این زمینه را نداشته در این مقاله به بررسی پلیمر هایی که بیشترین کاربرد را در ساخت وسایل و ابزار پزشکی را دارند، پرداخته می شود. 1-پلی یورتان هاپلی یورتان ها خواص مکانیکی...
آزمون مواد اولیه لوله پلی الفین
آزمون مواد اولیه لوله های پلی اتیلن و پلی پروپیلن1-دانسیته:PP و PE پلیمر هایی نیمه بلوری هستند و هرچه میزان بلورینگ پلیمر بیشتر باشد دانسیته بیشتر می شود و بلعکس2-MFIهرچقدر جرم مولکولی پلیمر بیشتر باشد MFI یا شاخص جریان مذاب پلیمر کمتر است MFI از...
فرآیند ترموفرمینگ
فرآیندی است که در آن ورق پلاستیکی حرارت داده شده و پس از اعمال حرارت لازم و تبدیل به ورق انعطاف پذیر توسط قالب به شکل مورد نظر مثل لیوان، بشقاب و... در می آید.فرآیند ترموفرمینگ به دو دسته ی thin-guage که برای تولید ظروف...
طبقه بندی مواد از لحاظ رئولوژی
رئولوژی یک کلمه یونانی به معنی جریان است(Rheology )که در آن به مطالعه عکس العمل یا تغییر فرم سیال در مقابل تنش های وارد بر آن پرداخته می شود. طبقه بندی مواد از لحاظ رئولوژی الف-مواد ويسكوزمواد ويسكوز موادي هستند كه با اعمال تنش، تغيير...
معرفی انواع گرید HDPE و کاربردهای آنها
کاربرد Melt flow index گرید gr/10min گرید مناسب برای قالب گیری تزریقی، ظروف غذا با دیواره نازک 18(2.16kg) 5218 گرید مناسب برای قاالب گیری تزریقی، لوازم خانگی، اسباب بازی و ظروف غذا با دیواره نازک 20(2.16kg) 5620 گرید مناسب برای قالب گیری تزریق: جعبه، قوطی...
فناوری نانو در پوشرنگهای ضدباکتری
نانومواد به موادی گفته میشود که حداقل یکی از ابعاد آنها در مقیاس نانومتری (زیر 100 نانومتر) باشد. کوچک شدن اندازه ذرات در حد نانومتر سبب تغییراتی در خواص فیزیکی و شیمیایی آنها میشود. بنابراین نانوفناوری به بحث درباره تغييرات خواص مواد هنگاميكه اندازه ذرات...
مستربچ چیست؟
پليمرها در انواع صنايع از جمله صنعت بسته بندي، توليد لوله و اتصالات، سيم و كابل، لوازم خانگي، قطعات خودرو و ..... استفاده مي‌گردند. بسته به کاربرد، باید نوع مناسبی از انواع مختلف پلیمر انتخاب شود. حتي اگر نوع پليمر مناسب براي توليد يك محصول...
ماشین تزریق پلاستیک (Injection Machine)
مقدمه:یکی از راحت ترین و پر مصرف ترین و مهم ترین روش های رایج برای شکل دادن به پلیمرها (بسپارها) استفاده از ماشین تزریق است. پس از پیدایش و توسعه پلاستیک ها تلاش ها برای ساخت دستگاه هایی که بتوان به وسیله آنها به سادگی...
اکسترودر (Extruder)
اکسترودر ماشینی است که آمیزه لاستیکی و پلاستیکی را ذوب کرده و به آن نیرو واردساخته تا با فشار در انتهای دستگاه از میان یک قالب عبور نموده و محصولی به شکل پیوسته شکل با سطح مقطع خاص تولید نماید. ماشینهای اکسترودر با کاربردهای متنوع...
پلیمر چیست
تصور جهان پیشرفته کنونی بدون وجود مواد پلیمری مشکل می‌باشد .امروزه این مواد جزیی از زندگی ما شده‌اند و در ساخت اشیای مختلف، از وسایل زندگی و مورد مصرف عمومی تا ابزار دقیق و پیچیده پزشکی و علمی بکار می‌روند. کلمه پلیمراز کلمه یونانی (Poly)...